CN107780854B - 一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构，包括外套管、内套管，在内套管内同轴设有钻杆，其特征在于，包括同轴套设在内套管外侧的活动套管，活动套管的直径大于内套管的直径，在活动套管的内底部同轴设有栅格底板；所述栅格底板包括套设在钻杆外侧的固定短管，固定短管的直径大于钻杆的直径，在固定短管与活动套管内壁之间绕周向焊接有多个径向挡板；在活动套管顶部一体设有密封盖，所述密封盖与钻杆外壁滑动连接，在活动套管内的钻杆上焊接有用于对活动套管限位的承托环；有效地减少了空压机个数，减少救援现场所需救援装备，快速完成救援现场布置，在矿山救援的过程中，可以大量缩短救援时间，提高救援效率。
Description
技术领域
本发明属于地面钻井抢险技术领域，特别涉及一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构。
背景技术
目前，地面快速钻井已经成为矿山抢险救援的一项新技术，为矿山抢险救援打通了一个“生命通道”，尤其是智利矿难和我国平邑矿难的完美救援，证明该技术是快速、效果明显的。但是“生命通道”的打通只是矿山抢险救援关键的一步，若要救出被困人员，还需要“逃生通道”即大直径井（井径不小于φ650mm）的建立。目前，“逃生通道”的主要工艺是正循环气动潜孔锤钻井技术和反循环气动潜孔锤钻井技术。
前者需要风量大，需投入8-10台空压机，成本高；后者需要配置全套专用机具，且对地层条件要求较高，实施难度大，且成本也较高。
发明内容
本发明目的在于提供一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构，有效地减少了空压机个数，减少救援现场所需救援装备，快速完成救援现场布置，实现快速钻进。为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构，包括外套管、内套管，在内套管内同轴设有钻杆，包括同轴套设在内套管外侧的活动套管，活动套管的直径大于内套管的直径，在活动套管的内底部同轴设有栅格底板；所述栅格底板包括套设在钻杆外侧的固定短管，固定短管的直径大于钻杆的直径，在固定短管与活动套管内壁之间绕周向焊接有多个径向挡板；在活动套管顶部一体设有密封盖，所述密封盖与内套管外壁滑动连接，在活动套管内的钻杆上焊接有用于对活动套管限位的承托环。
优选的，跟管增压机构在自身重力作用下坐落在潜孔锤冲击器顶部，当跟管增压机构位于最顶位置时，承托环与密封盖之间的距离为一节内套管的长度。
本发明所具有的有益效果为：采用双套管钻井工艺，内套管直径小于外套管，内套管的使用可以降低地面空压机要求。跟管增压机构的活动套管的直径大于内套管的直径，在岩屑流量相同的情况下，活动套管流速慢，压强大，内套管流速快，压强小，从而保证了压强差，实现对岩屑的快速反排；同时在钻井的过程中，跟管增压机构可以随时跟进，始终保持这种压强差，有效地减少了空压机个数，减少救援现场所需救援装备，快速完成救援现场布置，在矿山救援的过程中，可以大量缩短救援时间，提高救援效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为栅格底板的结构示意图；
图3为本发明的使用状态图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
如图1所示，一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构，包括内套管1，在内套管1内同轴设有钻杆6，在内套管1外侧同轴套设活动套管4，活动套管4的直径大于内套管1的直径，在活动套管4的内底部同轴一体设有栅格底板5；如图2所示，所述栅格底板5包括套设在钻杆6外侧的固定短管8，固定短管8的直径大于钻杆6的直径，在固定短管8与活动套管4内壁之间绕周向焊接有多个径向挡板7而形成栅格通道；在活动套管4顶部一体设有密封盖3，所述密封盖3与内套管1外壁滑动连接，在活动套管4内的内套管1上焊接有用于对活动套管4限位的承托环2。
如图3所示，采用双套管结构，外套管11用于正常钻井，内套管1小于外套管11直径，因而进行反排时所需空气量少，可降低地面设备要求。当跟管增压机构14位于最顶位置时，承托环2与密封盖3顶端之间的距离为一节内套管1的长度。本发明在使用时，跟管增压机构14在自身重力作用下坐落在潜孔锤冲击器12顶部，开动钻机和空压机，压缩空气由压缩空气通道进入气动潜孔锤13，驱动气动潜孔锤13做功，作用在前端的钻头上，同时钻机带动气动潜孔锤13和钻头回转而进行冲击回转碎岩钻进；压缩空气依次经压缩空气通道、气动潜孔锤13、钻头进入井底，然后带动岩屑经潜孔锤冲击器12与井壁环空、跟管增压机构14、岩屑反排通道、岩屑排渣口9返至地面；在气动潜孔锤13和钻头前进的过程中，跟管增压机构14在自身重力作用下始终坐落在潜孔锤冲击12顶部而一起向下运动，当向下运动一节内套管1长度时，承托环2对密封盖3起到限位作用，然后从井口下放一节内套管1，跟管增压机构14重新获得一节内套管1长度的移动范围，依次类推直至完成钻井。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构，包括外套管、内套管，在内套管内同轴设有钻杆，其特征在于，包括同轴套设在内套管外侧的活动套管，活动套管的直径大于内套管的直径，在活动套管的内底部同轴设有栅格底板；所述栅格底板包括套设在钻杆外侧的固定短管，固定短管的直径大于钻杆的直径，在固定短管与活动套管内壁之间绕周向焊接有多个径向挡板；在活动套管顶部一体设有密封盖，所述密封盖与内套管外壁滑动连接，在活动套管内的钻杆上焊接有用于对活动套管限位的承托环。
2.根据权利要求1所述的地面大直径快速成孔钻井设备用跟管增压机构，其特征在于，跟管增压机构在自身重力作用下坐落在潜孔锤冲击器顶部，当跟管增压机构位于最顶位置时，承托环与密封盖之间的距离为一节内套管的长度。
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